新疆东天山哈尔里克奥陶纪的构造属性:来自火山岩LA ICP MS锆石U Pb年代学与地球化学的制约

新疆东天山哈尔里克造山带火山岩为一套酸性—基性岩(流纹岩、英安岩、安山岩、玄武岩)夹火山碎屑岩(凝灰岩)的岩石组合。流纹岩样品的LA ICP MS锆石U Pb定年结果显示,时代为中奥陶世大坪期((4688±91) Ma),代表了该套火山岩的形成年龄。岩石地球化学分析结果显示,该套火山岩SiO2含量介于4912%～7824%,TiO2介于012%～100%,Al2O3介于1131%～2086%;铝饱和指数A/CNK值为080～131(均值为099),里特曼指数σ值为019～386(均值为129),Mg#值为887～4929(均值为3120);富集大离子亲石元素(LILE)Ba、Rb以及轻稀土元素(∑LREE)La、Ce,亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti等。微量元素和稀土元素的相关图解与比值以及发育的捕获锆石反映了俯冲带岛弧钙碱性火山岩特征,且存在大陆地壳混染作用。综合区域地质资料分析,在早古生代期间(中奥陶世—早志留世),哈尔里克造山带存在大面积的与岛弧演化有关的加里东期岩浆活动,此期间哈尔里克造山带的构造背景为洋壳俯冲有关的岛弧环境,其形成可能与东准噶尔南部克拉麦里洋向南俯冲作用有关。     

Evaluation of diffuse and preferential flow pathways of infiltrated precipitation and irrigation using oxygen and hydrogen isotopes

Subsurface-water flow pathways in three different land-use areas (non-irrigated grassland, poplar forest, and irrigated arable land) in the central North China Plain were investigated using oxygen (¹⁸O) and hydrogen (²H) isotopes in samples of precipitation, soils, and groundwater. Soil water in the top 10 cm was significantly affected by both evaporation and infiltration. Water at 10–40 cm depth in the grassland and arable land, and 10–60 cm in poplar forest, showed a relatively short residence time, as a substantial proportion of antecedent soil water was mixed with a 92-mm storm infiltration event, whereas below those depths (down to 150 cm), depleted δ¹⁸O spikes suggested that some storm water bypassed the shallow soil layers. Significant differences, in soil-water content and δ¹⁸O values, within a small area, suggested that the proportion of immobile soil water and water flowing in subsurface pathways varies depending on local vegetation cover, soil characteristics and irrigation applications. Soil-water δ¹⁸O values revealed that preferential flow and diffuse flow coexist. Preferential flow was active within the root zone, independent of antecedent soil-water content, in both poplar forest and arable land, whereas diffuse flow was observed in grassland. The depleted δ¹⁸O spikes at 20–50 cm depth in the arable land suggested the infiltration of irrigation water during the dry season. Temporal isotopic variations in precipitation were subdued in the shallow groundwater, suggesting more complete mixing of different input waters in the unsaturated zone before reaching the shallow groundwater.

     

桩林形式的格栅坝在泥石流固源的应用及算例

2012年7月21日房山区上方山东沟发生了泥石流,景区内寺庙、游览道桥、管理服务设施、给排水系统、供电设施、通信设施等,均遭受不同程度的损毁。根据上方山泥石流基本特征以及地形等因素,治理工程主要从稳固物源与疏通沟道两个方面来减弱泥石流灾害威胁。针对龙虎峪沟底物源以块石为主,且发生频率较低的特点,拟在泥石流物源区布置桩林形式的格栅坝,其作用主要是有效固源及顺利排水。本文在此基础上,对地基横向承载力以及抗倾覆进行了验算,并根据桩身最大弯矩进行配筋计算。     

中亚造山带东部岩浆热液矿床时空分布特征及其构造背景

中亚造山带东部是古亚洲洋构造域、鄂霍茨克洋构造域和古太平洋构造域复合叠加区域,矿产资源丰富。本文收集2000—2014年公开发表文献中岩浆热液矿床约1 200个同位素年龄数据,整理出201个较为可靠的年龄数据,通过数字化编图,揭示成矿的时空分布特征及形成背景。结果显示:中亚造山带东部成矿作用始于寒武纪,出现6个重要成矿期:510~473、373~330、320~253、250~210、210~167、155~100 Ma。510~473 Ma(峰值507 Ma),矿床主要分布在大兴安岭—小兴安岭—张广才岭和北山地区,零星发育热液脉型和斑岩型铁铜金钨矿床,与古亚洲洋开始俯冲及微陆块碰撞拼合有关。373~330 Ma(峰值372Ma),矿床主要分布在南蒙古奥尤陶勒盖地区,发育超大型斑岩型铜金矿床,形成于古亚洲洋俯冲环境。320~253 Ma,矿床主要分布在大兴安岭南段,发育少量斑岩型铜矿床和造山型金矿床;其中,298 Ma在大兴安岭南段首次出现以钼为主的斑岩型矿床,指示该区板块俯冲增生向拼贴转变逐渐过渡。250~210 Ma(峰值244 Ma),在蒙古—鄂霍茨克造山带东侧额尔古纳—中蒙古地块主要形成斑岩型铜矿床,可能与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲有关;以东地区,主要在大兴安岭南段和辽远地块形成斑岩型钼矿床,在张广才岭发育岩浆熔离型铜镍矿床,反映了古亚洲洋闭合后伸展环境。210~167 Ma(峰值170 Ma),在蒙古—鄂霍茨克造山带西侧乌兰巴托西北部发育造山型-斑岩型金矿床,其东侧额尔古纳地区形成斑岩型铜钼矿床,可能与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲碰撞有关;在吉黑东部—张广才岭—小兴安岭—大兴安岭,发育斑岩型钼铜矿床和矽卡岩型铅锌钨金矿床组合,可能属于古太平洋板块向西俯冲成矿体系。155~100 Ma(峰值136 Ma),中亚造山带东部整体处于伸展环境;其中,155~120 Ma在额尔古纳地区主要发育浅成低温热液型银铅锌矿床和造山型金矿床,大兴安岭北段发育斑岩型钼矿床,可能反映了额尔古纳地区和大兴安岭北段受蒙古—鄂霍茨克洋碰撞后伸展环境控制,而在吉黑东部形成浅成低温热液型金矿床,大兴安岭南段发育热液脉型-矽卡岩型锡矿床,可能受古太平洋板块向北俯冲弧后伸展的控制;120~100 Ma沿着华北克拉通和佳蒙陆块边缘发育浅成低温热液型-斑岩型金钼矿床。本研究综合岩浆热液矿床时空分布和矿床类型,进一步揭示了古亚洲洋构造域控制中亚造山带东部古生代成矿作用持续到晚二叠世(到早三叠世),并在晚三叠世叠加古太平洋构造域成矿体系,而额尔古纳—中蒙古地块成矿作用在三叠纪开始主要受蒙古—鄂霍茨克洋构造域限定,并持续到早白垩世早期。     

应用FTIR-SEM研究一类合成欧珀的微结构及其变彩成因机制

近些年来,相关人工合成欧泊的研究工作主要聚焦于天然与合成欧泊的鉴别与筛选,而相关合成欧泊的微结构、变彩机制及其中水的赋存状态的深入研究鲜见报道。本文通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FE-SEM)对一类合成欧泊的微结构、结构缺陷进行较系统的研究。同时,结合对样品的热处理就该合成欧泊体色、变彩机制及其中水的赋存状态作了初步探讨。结果表明:该样品的红外光谱中,在约2900 cm~(-1)、1737 cm~(-1)处出现合成欧泊特征吸收,且在4000~6000 cm-1波段,合成欧泊相比天然欧泊的吸收峰更为复杂。合成欧泊的颜色由体色与变彩两者共同构成,该体色与存在于其微结构中准球状、粒径约205 nm的二氧化硅颗粒的间隙填充物直接关联,且在热处理条件下随着间隙物的析出而渐退。同时,该类合成欧泊的变彩归因于结构致色并由其内部SiO_2颗粒周期性排列而构成的三维的光子带隙结构所致。此外,在欧泊的微观结构发生重构前,变彩所呈现的颜色主要由准球状二氧化硅颗粒粒径与间隙填充物决定。     

川中高石梯-磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩岩石类型及分布规律

四川盆地川中地区震旦系气藏储量规模大,储层分布面积广。在Folk(1959)碳酸盐岩分类方案与张荫本等(1996)对粘结岩分类方案研究的基础之上,结合四川盆地震旦系灯影组的具体情况,提出新的划分方案。研究表明:(1)高石梯-磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩岩石类型可分为3个亚类,10个微类。该方案不同之处在于把凝块(石)云岩归位颗粒岩,同时根据藻的形态把藻云岩进一步细分;(2)沉积岩类的发育和分布受沉积层序的控制。海侵体系域(TST)沉积阶段,以泥-粉晶云岩、微生物岩等正化学岩沉积为主。高位体系域(HST)沉积阶段,以凝块云岩、砂屑云岩等异化颗粒岩沉积为主。纵向上,岩性具有从暗色泥晶云岩→藻云岩→颗粒云岩→浅色泥晶云岩演化的特征,即泻湖亚相→藻丘亚相→颗粒滩亚相→台坪亚相的规律;(3)凝块云岩、砂屑云岩等颗粒岩是主要的储集岩类;(4)灯影组碳酸盐岩不同岩类的发育和分布对储层的发育起到控制作用。对灯影组的油气勘探,除了对岩溶作用的研究之外,还需要重视沉积古地貌、岩相展布特征的分析,有助于有效的预测灯影组储层"甜点区"。     

南海北部神狐陆坡限制型滑塌体特征及成因机理

滑塌体是深水沉积的重要组成部分,研究滑塌体沉积有助于揭示深水沉积过程。利用高精度多道地震资料,首次在南海北部神狐陆坡段发现了规模逾千平方千米的限制型滑塌体,它在顺坡滑塌时,未能超越下坡地层的围限,突然终止于下坡未变形地层中,因此陡冲斜坡两侧的地震相特征发生截然的变化。滑塌体整体呈楔形,内部呈杂乱反射,前端存在逆冲断层以及挤压褶皱。由于顺坡滑塌距离较短,因此与非限制型滑塌体相比,限制型滑塌体内部地层连续性较好。结合神狐滑塌体地震反射特征并通过与世界典型滑塌体的对比,可知滑塌体的厚度、地形坡度二者共同控制了神狐滑塌体的发育类型,前端地形突起对其发育没有影响。     

水平井分段完井不同分段模式优化研究

运用势的叠加原理和镜像反映原理,导出了水平井任意分段模式下井筒与油藏渗流耦合产能计算模型,用该模型可以计算任意分段模式下来平井的产能,通过对比不同分段模式下的水平井产能,可以对分段进行优化,从而指导分段完井方案的制定.研究结果表明:当打开程度一定时,不同分段模式对产量影响不大;产量随着打开程度的提高而增加,但当打开程度大于40％时,产量增幅趋于平缓,因此,打开程度必须大于打开临界程度,这样既减小了因分段而牺牲的产量又达到了分段的目的;井筒摩阻对产量影响较大,在进行分段优化时,必须考虑井筒摩阻的影响,从而优选盲管段的位置.     

裸眼系列完井方式下叠式分支水平井产能预测

综合运用保角变换、镜像反映愿理,势的叠加原理以及等值渗流阻力等数学和渗流力学分析方法,推导出裸眼系列完井方式下叠武分支水平井的产能解析公式,当分支数目为1时,所推导的解析公式退化为著名的Borisov公式.分析了影响其产能的几个重要因素,从而为该类型分支井的完井方案设计提供参考依据.经研究发现,完井筛管挡砂精度越高,相比水平井,叠式分支水平井产能损失相对越少;叠武分支水平井的产能受其在上下封闭边界油藏中垂向位置的影响较小;相比微元段模型,解析模型预测的产能偏高,引入校正系数后可减小偏差.     

隧道水平冻结施工引起地表冻胀的历时预测模型

隧道水平冻结施工过程中,土体冻结引起体积膨胀,进而会在地表产生冻胀现象。实际工程一般采用多根冻结管形成冻结壁。冻结壁交圈前,地表冻胀由多个冻土柱的叠加膨胀变形引起;冻结壁交圈后,地表冻胀则由整个冻结壁的膨胀变形引起。鉴于此,考虑冻结壁的形成过程,基于随机介质理论,建立了隧道水平冻结施工引起地表冻胀位移的历时预测模型。同时对冻结外锋面半径和冻胀区域外半径这2个关键参数的取值方法进行了相关探讨。最后针对两个工程案例,采用该计算模型对地表冻胀位移进行分析,得到地表冻胀位移随时间的变化规律,并与现场实测结果相比较,验证了模型的可靠性。该模型应用于隧道水平冻结施工前、冻结期内任意时刻的地表冻胀位移预测,可为工程冻结实施方案的合理确定提供有效依据。